RU2716139C1

RU2716139C1 - Single-phase alternating current multi-zone rectifier

Info

Publication number: RU2716139C1
Application number: RU2019123916A
Authority: RU
Inventors: Юрий Сергеевич Кабалык; Денис Юрьевич Дроголов
Priority date: 2019-07-23
Filing date: 2019-07-23
Publication date: 2020-03-06

Abstract

FIELD: electrical engineering.

SUBSTANCE: multi-zone rectifier of single-phase alternating current can be used on an electric stock receiving power from an AC contact network. Multi-zone rectifier of single-phase alternating current contains a transformer whose primary winding is connected to a power source, the secondary winding is made in the form of several series-connected sections with terminals from each of them, a thyristor bridge made of parallel at least four chains, each of which contains a pair of thyristor arms, a load and a control system. Each thyristor arm comprises a thyristor, a switch, a resistor, a diode, a step-down transformer and a capacitor. Anode and cathode of the thyristor are the same inputs of the thyristor arm. In parallel to thyristor circuit is connected from series connected key, primary winding of step-down transformer and resistor. First lead of the primary winding of the step-down transformer is connected to the thyristor anode, and the extreme lead of the capacitor is connected to the cathode of the thyristor. Between the control output and thyristor cathode a circuit is connected from series-connected diode, switch, secondary winding of step-down transformer and resistor, at that cathode of diode is connected to thyristor control electrode, and extreme lead of resistor is connected to cathode of thyristor. Thyristor control electrode, as well as the control input of the key, are the control inputs of the thyristor arm. Outputs of each circuit are connected to the corresponding load terminals, and the inputs of these circuits are connected to the corresponding terminals of the secondary winding of the transformer, the control inputs of each thyristor arm are connected to the corresponding control channels of the control system.

EFFECT: technical result consists in improvement of energy efficiency due to increase of its efficiency due to reduction of additional power consumption by control system during generation of control signals for all thyristor arms and reduction of losses in thyristor arms, as well as due to increase of power factor due to less phase shift between current and voltage in primary winding of transformer.

1 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к электротехнике, в частности к преобразовательной технике, и может быть использовано на электроподвижном составе, получающем питание от контактной сети переменного тока.The invention relates to electrical engineering, in particular to a conversion technique, and can be used on an electrically rolling stock, powered by a contact AC network.

Эксплуатация тиристорных многозонных выпрямителей электроподвижного состава сопровождается их низкой энергоэффективностью за счет низких значений коэффициентов полезного действия и мощности, обусловленных дополнительными затратами энергии в схеме протекания тока и системе управления, а также большим фазовым сдвигом между первой гармоникой тока и напряжением в первичной обмотке трансформатора.The operation of thyristor multi-zone rectifiers of electric rolling stock is accompanied by their low energy efficiency due to low values of efficiency and power, due to additional energy costs in the current flow circuit and control system, as well as a large phase shift between the first current harmonic and the voltage in the primary transformer winding.

Известен многозонный выпрямитель однофазного переменного тока, принцип работы которого основан на подключении к нагрузке различных секций вторичной обмотки трансформатора в определенные моменты времени в каждом полупериоде питающего напряжения [Плакс, А.В. Системы управления электрическим подвижным составом, учебник для вузов ж.-д. транспорта. - М.: Маршрут, 2005. - 360 с].Known multi-zone rectifier single-phase alternating current, the principle of which is based on connecting to the load of various sections of the secondary winding of the transformer at certain points in time in each half-cycle of the supply voltage [Plaks, A.V. Control systems for electric rolling stock, textbook for high schools. transport. - M.: Route, 2005. - 360 s].

Многозонный выпрямитель однофазного переменного тока содержит трансформатор, тиристорный мост, нагрузку и систему управления. Трансформатор имеет первичную обмотку, которая подключена к источнику питания, и вторичную обмотку, выполненную в виде нескольких последовательно соединенных секций с выводами от каждой из них.The multi-zone rectifier of a single-phase alternating current contains a transformer, a thyristor bridge, a load and a control system. The transformer has a primary winding, which is connected to a power source, and a secondary winding made in the form of several series-connected sections with conclusions from each of them.

Тиристорный мост выполнен из параллельных, по крайней мере, четырех цепочек. Каждая цепочка содержит пару тиристорных плеч. Каждое тиристорное плечо представляет собой тиристор, анод которого является анодным входом тиристорного плеча, катод - его катодным входом, а управляющий электрод - его управляющим входом.The thyristor bridge is made of at least four chains parallel. Each chain contains a pair of thyristor arms. Each thyristor arm is a thyristor, the anode of which is the anode input of the thyristor arm, the cathode is its cathode input, and the control electrode is its control input.

В каждой цепочке анод первого тиристорного плеча, соединенный с катодом второго тиристорного плеча, образует вход этой цепочки. Катод первого тиристорного плеча образует положительный выход цепочки, а анод второго тиристорного плеча - ее отрицательный выход. Положительные и отрицательные выходы каждой цепочки подключены к соответствующим выводам нагрузки, а входы этих цепочек соединены с соответствующими выводами вторичной обмотки трансформатора.In each chain, the anode of the first thyristor arm connected to the cathode of the second thyristor arm forms the input of this chain. The cathode of the first thyristor arm forms a positive output of the chain, and the anode of the second thyristor arm forms its negative output. The positive and negative outputs of each circuit are connected to the corresponding terminals of the load, and the inputs of these chains are connected to the corresponding terminals of the secondary winding of the transformer.

Управляющий вход каждого тиристорного плеча соединен с соответствующим управляющим каналом системы управления. Устройство работает следующим образом.The control input of each thyristor arm is connected to the corresponding control channel of the control system. The device operates as follows.

Трансформатор питается однофазным переменным напряжением от источника питания и создает на секциях вторичной обмотки пониженное напряжение.The transformer is powered by a single-phase alternating voltage from the power source and creates a low voltage on the secondary sections.

В системе управления в соответствии с алгоритмом управления создаются сигналы управления, которые в каждом полупериоде питающего напряжения подаются на управляющие входы заданных тиристорных плеч, открывая их тиристоры. Открытый тиристор свидетельствует об открытии его тиристорного плеча. Открытие тиристорных плеч приводит к подключению к нагрузке тех секций вторичной обмотки трансформатора, к которым подключены цепочки упомянутых тиристорных плеч. При этом полное напряжение соответствующих секций вторичной обмотки трансформатора прикладывается к нагрузке тиристорными плечами, открытыми в начале полупериода питающего напряжения (сетевая коммутация), а неполное напряжение других секций вторичной обмотки трансформатора прикладывается к нагрузке тиристорными плечами, открытыми в другие моменты времени (фазная коммутация)In the control system, in accordance with the control algorithm, control signals are generated, which in each half-cycle of the supply voltage are supplied to the control inputs of the given thyristor arms, opening their thyristors. An open thyristor indicates the opening of its thyristor arm. The opening of the thyristor arms leads to the connection to the load of those sections of the secondary winding of the transformer to which the chains of the mentioned thyristor arms are connected. In this case, the full voltage of the corresponding sections of the secondary winding of the transformer is applied to the load with thyristor arms open at the beginning of the half-cycle of the supply voltage (network switching), and the incomplete voltage of the other sections of the secondary winding of the transformer is applied to the load with thyristor arms open at other times (phase switching)

В результате на нагрузке создается выпрямленное напряжение, которое складывается из двух частей: полного напряжения одних секций вторичной обмотки трансформатора, создающегося при сетевой коммутации, (основная часть) и неполного напряжения других его секций, создающегося при фазной коммутации, (дополнительная часть).As a result, a rectified voltage is created at the load, which consists of two parts: the total voltage of one section of the secondary winding of the transformer created during network switching (the main part) and the incomplete voltage of its other sections created during phase switching (additional part).

Для открытия тиристорных плеч при фазной коммутации на них подаются сигналы управления с заданной задержкой относительно начала полупериода питающего напряжения. Чем больше такая задержка открытия, тем меньшая часть напряжения соответствующей секции вторичной обмотки трансформатора добавится к напряжению нагрузки. Регулирование задержки открытия приводит к изменению уровня дополнительной части выпрямленного напряжения нагрузки.To open the thyristor arms during phase switching, they are supplied with control signals with a given delay relative to the beginning of the half-cycle of the supply voltage. The greater this delay in opening, the smaller the voltage portion of the corresponding section of the secondary winding of the transformer will be added to the load voltage. Regulation of the opening delay leads to a change in the level of the additional part of the rectified load voltage.

Во время создания сигналов управления в каждом полупериоде питающего напряжения в системе управления затрачивается дополнительная энергия, объем которой определяется количеством открываемых тиристоров. Это приводит к поступлению на нагрузку только частичной энергии от источника без упомянутой дополнительной энергии, что приводит к снижению коэффициента полезного действия многозонного выпрямителя однофазного переменного тока.During the creation of control signals in each half-cycle of the supply voltage in the control system, additional energy is expended, the volume of which is determined by the number of opened thyristors. This leads to the receipt of the load only partial energy from the source without the mentioned additional energy, which leads to a decrease in the efficiency of a multi-zone rectifier single-phase alternating current.

При смене полярности питающего напряжения ток нагрузки продолжает протекать через трансформатор до тех пор, пока не откроются новые тиристорные плечи. Открытие других тиристорных плеч в новом полупериоде питающего напряжения приводит к закрытию тиристорных плеч, открытых в предыдущем полупериоде, в результате чего ток в трансформаторе изменяет направление согласно полярности напряжения. Вследствие наличия задержки между сменой полярности питающего напряжения и изменением направления тока, имеется значительный фазовый сдвиг между первой гармоникой тока и напряжением в первичной обмотке трансформатора. Это свидетельствует о значительном потреблении реактивной энергии многозонным выпрямителем однофазного переменного тока и, как следствие, снижении коэффициента мощности.When the polarity of the supply voltage changes, the load current continues to flow through the transformer until new thyristor arms open. Opening other thyristor arms in a new half-cycle of the supply voltage closes the thyristor arms open in the previous half-cycle, as a result of which the current in the transformer changes direction according to the voltage polarity. Due to the delay between the change in the polarity of the supply voltage and the change in direction of the current, there is a significant phase shift between the first harmonic of the current and the voltage in the primary winding of the transformer. This indicates a significant consumption of reactive energy by a multi-zone rectifier of a single-phase alternating current and, as a result, a decrease in power factor.

Достоинство известного многозонного выпрямителя однофазного переменного тока заключается в достаточной эффективности нагрузки за счет обеспечения плавного регулирования ее мощности.The advantage of the well-known multi-zone rectifier single-phase alternating current is sufficient load efficiency due to the provision of smooth regulation of its power.

Недостаток известного многозонного выпрямителя однофазного переменного тока заключается в его низкой энергоэффективности. Это обусловлено, во-первых, сниженным коэффициентом полезного действия вследствие дополнительного потребления энергии системой управления во время создания сигналов управления для всех тиристорных плеч, а во-вторых, сниженным коэффициентом мощности за счет наличия фазового сдвига между первой гармоникой тока и напряжением в первичной обмотке трансформатора.A disadvantage of the known multi-zone rectifier single-phase alternating current is its low energy efficiency. This is due, firstly, to a reduced efficiency due to additional energy consumption by the control system during the creation of control signals for all thyristor arms, and secondly, to a reduced power factor due to the presence of a phase shift between the first harmonic of the current and the voltage in the primary winding of the transformer .

Наиболее близким к заявляемому решению по совокупности существенных признаков и достигаемому результату является многозонный выпрямитель однофазного переменного тока, принцип работы которого основан на подключении к нагрузке различных секций вторичной обмотки трансформатора в определенные моменты времени в каждом полупериоде питающего напряжения [Пат. 2668571 Российская Федерация, МПК Н02М 7/12 (2006.01). Многозонный выпрямитель однофазного переменного тока / Кабалык Ю.С.; заявитель и патентообладатель Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Дальневосточный государственный университет путей сообщения" (ДВГУПС). - №2017134622/2017; заявл. 03.10.2017; опубл. 02.10.2018, Бюл. №28].The closest to the claimed solution for the combination of essential features and the achieved result is a multi-zone rectifier single-phase alternating current, the principle of operation of which is based on connecting to the load of various sections of the secondary winding of the transformer at certain times in each half-period of the supply voltage [Pat. 2668571 Russian Federation, IPC Н02М 7/12 (2006.01). Multi-zone rectifier single-phase alternating current / Kabalyk Yu.S.; Applicant and patent holder Federal State Budgetary Educational Institution of Higher Education "Far Eastern State University of Railway Engineering" (FESU). - No. 2017134622/2017; declared 10/03/2017; publ. 10/02/2018, Bull. No. 28].

Тиристорный мост выполнен из параллельных, по крайней мере, четырех цепочек.The thyristor bridge is made of at least four chains parallel.

Каждая цепочка содержит пару тиристорных плеч. Каждое тиристорное плечо содержит тиристор, ключ, два резистора и два диода. Анод тиристора является анодным входом тиристорного плеча, катод тиристора - его катодным входом, а управляющий электрод тиристора - его первым управляющим входом. Параллельно тиристору подключена цепь из последовательно соединенных ключа, первого резистора, второго резистора и первого диода. При этом катод первого диода соединен с катодом тиристора, а крайний вывод ключа соединен с анодом тиристора. Точка соединения первого и второго резисторов соединена с анодом второго диода, катод которого соединен с управляющим электродом тиристора. Управляющий вход ключа является вторым управляющим входом тиристорного плеча.Each chain contains a pair of thyristor arms. Each thyristor arm contains a thyristor, a key, two resistors and two diodes. The thyristor anode is the anode input of the thyristor arm, the thyristor cathode is its cathode input, and the thyristor control electrode is its first control input. In parallel to the thyristor, a circuit is connected from a series-connected key, a first resistor, a second resistor and a first diode. In this case, the cathode of the first diode is connected to the cathode of the thyristor, and the terminal end of the key is connected to the anode of the thyristor. The connection point of the first and second resistors is connected to the anode of the second diode, the cathode of which is connected to the thyristor control electrode. The key control input is the second control input of the thyristor arm.

В каждой цепочке анод первого тиристорного плеча, соединенный с катодом второго тиристорного плеча, образует вход этой цепочки.In each chain, the anode of the first thyristor arm connected to the cathode of the second thyristor arm forms the input of this chain.

Катод первого тиристорного плеча образует положительный выход цепочки, а анод второго тиристорного плеча - его отрицательный выход.The cathode of the first thyristor arm forms a positive output of the chain, and the anode of the second thyristor arm forms its negative output.

Положительные и отрицательные выходы каждой цепочки подключены к соответствующим выводам нагрузки, а входы этих цепочек соединены с соответствующими выводами вторичной обмотки трансформатора.The positive and negative outputs of each circuit are connected to the corresponding terminals of the load, and the inputs of these chains are connected to the corresponding terminals of the secondary winding of the transformer.

Первый и второй управляющие входы каждого тиристорного плеча соединены с соответствующими управляющими каналами системы управления.The first and second control inputs of each thyristor arm are connected to the corresponding control channels of the control system.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

Система управления создает сигналы управления в соответствии с алгоритмом управления, которые поступают на управляющие входы заданных тиристорных плеч, открывая их тиристор. Открытый тиристор свидетельствует об открытии его тиристорного плеча. Открытые тиристорные плечи подключают к нагрузке те секции вторичной обмотки трансформатора, к которым подключены цепочки, содержащие эти тиристорные плечи.The control system creates control signals in accordance with the control algorithm, which are fed to the control inputs of the given thyristor arms, opening their thyristor. An open thyristor indicates the opening of its thyristor arm. The open thyristor arms connect to the load those sections of the secondary winding of the transformer to which the circuits containing these thyristor arms are connected.

При этом полное напряжение соответствующих секций вторичной обмотки трансформатора прикладывается к нагрузке тиристорными плечами, открытыми в начале полупериода питающего напряжения (сетевая коммутация), а неполное напряжение других секций вторичной обмотки трансформатора прикладывается к нагрузке тиристорными плечами, открытыми в другие моменты времени (фазная коммутация)In this case, the full voltage of the corresponding sections of the secondary winding of the transformer is applied to the load with thyristor arms open at the beginning of the half-cycle of the supply voltage (network switching), and the incomplete voltage of the other sections of the secondary winding of the transformer is applied to the load with thyristor arms open at other times (phase switching)

Система управления в соответствии со своим алгоритмом с помощью сигналов управления открывает одни тиристорные плечи сразу после смены полярности питающего напряжения (сетевая коммутация), а другие тиристорные плечи - с некоторой задержкой (фазная коммутация). Регулирование моментов времени подачи сигналов управления при фазной коммутации приводит к соответствующей задержке открытия соответствующих тиристорных плеч относительно начала полупериода питающего напряжения. Чем больше такая задержка открытия, тем меньшая часть напряжения соответствующей секции вторичной обмотки трансформатора добавится к напряжению нагрузки. Открытие тиристорных плеч не в начале полупериода приводит к изменению уровня дополнительной части выпрямленного напряжения нагрузки.The control system in accordance with its algorithm with the help of control signals opens some thyristor arms immediately after changing the polarity of the supply voltage (network switching), and other thyristor arms - with some delay (phase switching). Regulation of the timing of the supply of control signals during phase switching leads to a corresponding delay in the opening of the corresponding thyristor arms relative to the beginning of the half-cycle of the supply voltage. The greater this delay in opening, the smaller the voltage portion of the corresponding section of the secondary winding of the transformer will be added to the load voltage. The opening of the thyristor arms not at the beginning of the half-cycle leads to a change in the level of the additional part of the rectified load voltage.

Для открытия тиристорных плеч при сетевой коммутации система управления однократно подает сигнал на ключ этого плеча, который замыкается. В результате при появлении положительного напряжения на тиристорном плече это напряжение прикладывается к последовательно соединенным резисторам, и через них начинает протекать ток. Этот ток прямо пропорционален напряжению, прикладываемому к тиристорному плечу. Протекание тока по резисторам приводит к выделению на них энергии и к распределению между ними напряжения в соответствии с их номиналами. Часть этого тока резисторов будет протекать через управляющий электрод и катод тиристора, т.е. эта часть тока резисторов является током управления тиристора. По прошествии некоторого промежутка времени после начала полупериода напряжение на плече возрастает и ток управления достигает уровня, достаточного для открытия тиристора. В свою очередь, появление достаточного тока управления тиристора, а также наличие между его анодом и катодом положительного напряжения, приводит к его открытию. Таким образом, при появлении положительного напряжения на любом тиристорном плече тиристорного моста, в котором замкнут ключ, это плечо спустя некоторую временную задержку после начала полупериода, необходимую для нарастания тока управления, будет самопроизвольно открываться без необходимости создания дополнительных сигналов управления. При появлении отрицательного напряжения на таком плече диоды закроются и на резисторах будет отсутствовать напряжение, способное создать ток управления и открыть тиристор.To open the thyristor arms during network switching, the control system once sends a signal to the key of this arm, which closes. As a result, when a positive voltage appears on the thyristor arm, this voltage is applied to the series-connected resistors, and current begins to flow through them. This current is directly proportional to the voltage applied to the thyristor arm. The flow of current through the resistors leads to the release of energy on them and to the distribution of voltage between them in accordance with their ratings. Part of this resistor current will flow through the control electrode and the cathode of the thyristor, i.e. this part of the resistor current is the thyristor control current. After a certain period of time after the start of the half-cycle, the voltage on the shoulder increases and the control current reaches a level sufficient to open the thyristor. In turn, the appearance of a sufficient thyristor control current, as well as the presence of a positive voltage between its anode and cathode, leads to its opening. Thus, when a positive voltage appears on any thyristor arm of the thyristor bridge in which the key is closed, this arm, after some time delay after the start of the half-cycle, necessary for the control current to increase, will spontaneously open without the need for additional control signals. When a negative voltage appears on such a shoulder, the diodes will close and there will be no voltage on the resistors that can create a control current and open the thyristor.

Для открытия тиристорных плеч при фазной коммутации система управления подает сигнал на управляющий электрод тиристора, благодаря чему он открывается.To open the thyristor arms during phase switching, the control system sends a signal to the thyristor control electrode, so it opens.

Система управления во время создания сигналов управления затрачивает дополнительную энергию, объем которой определяется количеством открываемых тиристоров. Благодаря тому, что при сетевой коммутации соответствующие тиристорные плечи открываются самопроизвольно, то в системе управления не затрачивается энергия на их открытие. Вследствие этого снижается объем дополнительной энергии, которую система управления потребляет от источника питания и которая не расходуется полезно в нагрузке. В результате снижения такого непроизводительного потребления энергии повышается коэффициент полезного действия многозонного выпрямителя однофазного переменного тока.The control system during the creation of control signals consumes additional energy, the volume of which is determined by the number of open thyristors. Due to the fact that during network switching the corresponding thyristor arms open spontaneously, energy is not expended in the control system to open them. As a result, the amount of additional energy that the control system consumes from the power source and which is not consumed is useful in the load. As a result of reducing such unproductive energy consumption, the efficiency of a multi-zone single-phase AC rectifier increases.

При смене полярности питающего напряжения изменяется полярность на выходе тиристорного моста, благодаря чему спустя некоторый промежуток времени после начала полупериода, необходимый для нарастания тока управления, открываются тиристоры тех тиристорных плеч, в которых замкнут ключ. При открытии этих тиристоров ток в трансформаторе начинает изменять свое направление. В результате ток в трансформаторе начинает изменять свое направление спустя некоторый промежуток времени, необходимый для нарастания тока управления, который меньше минимального угла открытия, который способна создать система управления. Это приводит к снижению фазового сдвига между первой гармоникой тока и напряжением в первичной обмотке трансформатора и, как следствие, к снижению потребления реактивной энергии многозонным выпрямителем переменного однофазного тока и к повышению коэффициента мощности.When the polarity of the supply voltage is changed, the polarity at the output of the thyristor bridge changes, due to which, after a certain period of time after the start of the half-cycle, necessary for the control current to increase, the thyristors of those thyristor arms in which the key is closed are opened. When these thyristors are opened, the current in the transformer begins to change its direction. As a result, the current in the transformer begins to change its direction after a certain period of time necessary for the control current to increase, which is less than the minimum opening angle that the control system can create. This leads to a decrease in the phase shift between the first harmonic of the current and the voltage in the primary winding of the transformer and, as a result, to a decrease in reactive energy consumption by a multi-band rectifier of alternating single-phase current and to an increase in power factor.

Достоинство известного многозонного выпрямителя однофазного переменного тока заключается в повышении его энергоэффективности за счет повышения коэффициента мощности вследствие снижения фазового сдвига между первой гармоникой тока и напряжением в первичной обмотке трансформатора, а также в повышении коэффициента полезного действия за счет снижения дополнительного потребления энергии системой управления во время создания сигналов управления.The advantage of the known multi-zone rectifier single-phase AC is to increase its energy efficiency by increasing the power factor due to a decrease in the phase shift between the first harmonic of the current and the voltage in the primary winding of the transformer, as well as to increase the efficiency by reducing the additional energy consumption of the control system during creation control signals.

Однако энергоэффективность известного многозонного выпрямителя однофазного переменного тока остается недостаточной. Это обусловлено, во-первых, сниженным коэффициентом полезного действия, вследствие выделения энергии на резисторах тиристорного плеча при его открытии во время сетевой коммутации, а во-вторых, сниженным коэффициентом мощности, вследствие наличия некоторой задержки по времени между сменой полярности питающего напряжения и изменением направления тока в трансформаторе, обусловленной необходимостью нарастания тока управления тиристора до требуемого уровня.However, the energy efficiency of the known multi-zone rectifier single-phase alternating current remains insufficient. This is due, firstly, to a reduced efficiency, due to the release of energy on the thyristor arm resistors when it is opened during network switching, and secondly, to a reduced power factor, due to the presence of some time delay between the change in the polarity of the supply voltage and the change in direction current in the transformer, due to the need to increase the thyristor control current to the required level.

Задача, на решение которой направлено изобретение, заключается в разработке многозонного выпрямителя однофазного переменного тока, повышающего энергоэффективность за счет повышения его коэффициента полезного действия благодаря снижению выделения энергии на резисторах тиристорных плеч при их открытии во время сетевой коммутации, а также за счет повышения коэффициента мощности благодаря снижению задержки между сменой полярности питающего напряжения и изменением направления тока в трансформаторе.The problem to which the invention is directed is to develop a multi-zone single-phase AC rectifier that improves energy efficiency by increasing its efficiency due to a decrease in the release of energy on the thyristor arm resistors when they are opened during network switching, and also due to an increase in power factor due to reducing the delay between changing the polarity of the supply voltage and changing the direction of the current in the transformer.

Для решения поставленной задачи в многозонном выпрямителе однофазного переменного тока, содержащем трансформатор, первичная обмотка которого подключена к источнику питания, вторичная обмотка выполнена в виде нескольких последовательно соединенных секций с выводами от каждой из них, тиристорный мост, выполненный из параллельных, по крайней мере, четырех цепочек, каждая из которых содержит пару тиристорных плеч на основе тиристора, нагрузку и систему управления, при этом анод тиристора каждого тиристорного плеча является анодным входом тиристорного плеча, катод - его катодным входом, а управляющий электрод - первым его управляющим входом, выходы каждой цепочки подключены к соответствующим выводам нагрузки, а входы этих цепочек соединены с соответствующими выводами вторичной обмотки трансформатора, управляющий вход каждого тиристорного плеча соединен с соответствующим управляющим каналом системы управления, в каждое тиристорное плечо дополнительно введены ключ, понижающий трансформатор, конденсатор, резистор и диод, при этом цепь из последовательно соединенных первичной обмотки понижающего трансформатора и конденсатора подключена параллельно тиристору, первый вывод первичной обмотки понижающего трансформатора соединен с анодом тиристора, а крайний вывод конденсатора соединен с катодом тиристора, между управляющим выводом и катодом тиристора подключена цепь из последовательно соединенных диода, ключа, вторичной обмотки понижающего трансформатора и резистора, при этом катод диода соединен с управляющим электродом тиристора, а крайний вывод резистора соединен с катодом тиристора, а управляющий вход ключа является вторым управляющим входом тиристорного плеча.To solve the problem in a multi-zone single-phase AC rectifier containing a transformer, the primary winding of which is connected to a power source, the secondary winding is made in the form of several series-connected sections with leads from each of them, a thyristor bridge made of at least four parallel chains, each of which contains a pair of thyristor arms based on a thyristor, a load and a control system, while the thyristor anode of each thyristor arm is an anode input thyristor arm, the cathode is its cathode input, and the control electrode is its first control input, the outputs of each circuit are connected to the corresponding terminals of the load, and the inputs of these chains are connected to the corresponding terminals of the secondary winding of the transformer, the control input of each thyristor arm is connected to the corresponding control channel of the system control, in each thyristor arm an additional key is introduced, a step-down transformer, capacitor, resistor and diode, while a chain of series-connected transformers the secondary winding of the step-down transformer and capacitor is connected in parallel to the thyristor, the first terminal of the primary winding of the step-down transformer is connected to the anode of the thyristor, and the extreme terminal of the capacitor is connected to the cathode of the thyristor, between the control terminal and the cathode of the thyristor is connected a circuit of a series-connected diode, key, secondary winding of the step-down transformer and resistor, while the cathode of the diode is connected to the thyristor control electrode, and the extreme terminal of the resistor is connected to the thyristor cathode, and the control key input is a second control input of the thyristor shoulder.

Совокупность существенных признаков заявляемого решения отличается от совокупности существенных признаков прототипа введением в каждое тиристорное плечо понижающего трансформатора и конденсатора, при этом цепь из последовательно соединенных первичной обмотки понижающего трансформатора и конденсатора подключена параллельно тиристору, первый вывод первичной обмотки понижающего трансформатора соединен с анодом тиристора, а крайний вывод конденсатора соединен с катодом тиристора, между управляющим выводом и катодом тиристора подключена цепь из последовательно соединенных диода, ключа, вторичной обмотки понижающего трансформатора и резистора, при этом катод диода соединен с управляющим электродом тиристора, а крайний вывод резистора соединен с катодом тиристора, а управляющий вход ключа является вторым управляющим входом тиристорного плеча.The set of essential features of the proposed solution differs from the set of essential features of the prototype by introducing a step-down transformer and capacitor into each thyristor arm, while a chain of series-connected primary windings of the step-down transformer and capacitor is connected parallel to the thyristor, the first terminal of the primary winding of the step-down transformer is connected to the anode of the thyristor, and the last the capacitor terminal is connected to the thyristor cathode, between the control terminal and the thyristor cathode yuchena chain of series connected diodes key down transformer secondary winding and the resistor, the diode cathode connected to the control electrode of the thyristor, and the extreme terminal of the resistor connected to the cathode of the thyristor, and the control input of the second key is a control input of the thyristor shoulder.

Наличие отличительных существенных признаков в совокупности существенных признаков свидетельствует о соответствии заявляемого решения критерию патентоспособности «новизна».The presence of distinctive essential features in the aggregate of essential features indicates the conformity of the proposed solution to the patentability criterion of "novelty."

Введение в каждое тиристорное плечо понижающего трансформатора и конденсатора с образованием новых взаимосвязей между ними и другими элементами приводит к повышению энергоэффективности за счет повышения его коэффициента полезного действия благодаря снижению дополнительного потребления энергии при открытии тиристоров, а также за счет повышения коэффициента мощности благодаря снижению фазового сдвига между током и напряжением в первичной обмотке трансформатора.The introduction of a step-down transformer and capacitor into each thyristor arm with the formation of new relationships between them and other elements leads to increased energy efficiency by increasing its efficiency due to a decrease in additional energy consumption when opening thyristors, as well as by increasing the power factor due to a decrease in the phase shift between current and voltage in the primary winding of the transformer.

Это обусловлено тем, что при замкнутом ключе положительное напряжение на тиристоре понижается в понижающем трансформаторе и передается в управляющую цепь тиристора. Благодаря наличию конденсатора, соединенного последовательно с первичной обмоткой понижающего трансформатора, напряжение в цепи управления тиристором опережает напряжение между его анодом и катодом, благодаря чему при появлении положительного напряжения на тиристоре по его управляющему электроду уже протекает ток управления, достаточный для его открытию. Таким образом, при появлении положительного напряжения на тиристорном плече, у которого замкнут ключ, оно самопроизвольно откроется без подачи сигналов управления от системы управления и без задержки времени, необходимой для нарастания тока управления.This is due to the fact that when the key is closed, the positive voltage on the thyristor decreases in the step-down transformer and is transmitted to the control circuit of the thyristor. Due to the presence of a capacitor connected in series with the primary winding of the step-down transformer, the voltage in the thyristor control circuit is ahead of the voltage between its anode and cathode, due to which, when a positive voltage appears on the thyristor, a control current sufficient to open it already flows through its control electrode. Thus, when a positive voltage appears on the thyristor arm, which has a key closed, it will spontaneously open without supplying control signals from the control system and without delaying the time required to increase the control current.

В результате открытие тиристорных плеч происходит без подачи потерь энергии в резисторах каждого плеча позволяет повысить коэффициент полезного действия многозонного выпрямителя однофазного переменного тока, а снижение сдвига между током и напряжением в первичной обмотке трансформатора приводит к повышению коэффициента мощности.As a result, the opening of the thyristor arms occurs without supplying energy losses in the resistors of each arm, which makes it possible to increase the efficiency of a multi-zone rectifier of a single-phase alternating current, and reducing the shift between current and voltage in the primary winding of the transformer leads to an increase in power factor.

Причинно-следственная связь «понижающего трансформатора и конденсатора с образованием новых взаимосвязей между ними приводит к повышении энергоэффективности за счет повышения его коэффициента полезного действия благодаря снижению дополнительного потребления энергии при создании тока управления для всех тиристоров тиристорных плеч, а также повышения коэффициента мощности благодаря исключению задержки времени на создание тока управления тиристора» не обнаружена в уровне техники и явным образом не следует из него, что свидетельствует о соответствии заявляемого решения критерию патентоспособности «изобретательский уровень».The causal relationship of the “step-down transformer and capacitor with the formation of new interconnections between them leads to an increase in energy efficiency due to an increase in its efficiency due to a decrease in additional energy consumption when creating a control current for all thyristor arms, as well as an increase in power factor due to the exclusion of time delay to create a thyristor control current ”is not found in the prior art and does not explicitly follow from it that evidence a decision on the conformity of the present criteria of patentability "inventive step".

Многозонный выпрямитель однофазного переменного тока представлен на фигурах, подтверждающих его работоспособность и «промышленную применимость».A multi-zone rectifier for single-phase alternating current is shown in the figures, confirming its operability and "industrial applicability".

На фиг. 1 представлена схема многозонного выпрямителя однофазного переменного тока.In FIG. 1 is a diagram of a multi-zone single-phase AC rectifier.

На фиг. 2 представлена схема тиристорного плеча многозонного выпрямителя однофазного переменного тока.In FIG. 2 is a diagram of the thyristor arm of a multi-zone rectifier single-phase alternating current.

Многозонный выпрямитель однофазного переменного тока основан на подключении к нагрузке различных секций вторичной обмотки трансформатора в определенные моменты времени в каждом полупериоде питающего напряжения.A multi-zone single-phase AC rectifier is based on connecting various sections of the secondary winding of the transformer to the load at certain points in time in each half-cycle of the supply voltage.

Многозонный выпрямитель однофазного переменного тока содержит трансформатор 1, тиристорный мост 2, нагрузку 3 и систему управления 4.A multi-zone single-phase AC rectifier comprises a transformer 1, a thyristor bridge 2, a load 3, and a control system 4.

Трансформатор 1 имеет первичную обмотку, которая подключена к источнику питания (на фиг. не показан), и вторичную обмотку, выполненную в виде нескольких последовательно соединенных секций 5, 6, 7 с выводами от каждой из них.The transformer 1 has a primary winding that is connected to a power source (not shown in FIG.), And a secondary winding made in the form of several series-connected sections 5, 6, 7 with leads from each of them.

Тиристорный мост 2 выполнен из параллельных, по крайней мере, четырех цепочек.Thyristor bridge 2 is made of parallel, at least four chains.

Каждая цепочка содержит пару 8-9, 10-11, 12-13, 14-15 тиристорных плеч.Each chain contains a pair of 8-9, 10-11, 12-13, 14-15 thyristor arms.

Каждое тиристорное плечо 8-15 содержит тиристор 16, ключ 17, резистор 18, диод 19, понижающий трансформатор 20 и конденсатор 21. Анод тиристора 16 является анодным входом тиристорного плеча, катод тиристора - его катодным входом, а управляющий электрод тиристора - его первым управляющим входом.Each thyristor arm 8-15 contains a thyristor 16, a key 17, a resistor 18, a diode 19, a step-down transformer 20 and a capacitor 21. The anode of the thyristor 16 is the anode input of the thyristor arm, the cathode of the thyristor is its cathode input, and the control electrode of the thyristor is its first control the entrance.

Параллельно тиристору 16 подключена цепь из последовательно соединенных ключа 17, первичной обмотки понижающего трансформатора 20 и резистора 18. При этом первый вывод первичной обмотки понижающего трансформатора 20 соединен с анодом тиристора 16, а крайний вывод конденсатора соединен с катодом тиристора 16.In parallel to the thyristor 16, a circuit is connected from a series-connected key 17, a primary winding of a step-down transformer 20 and a resistor 18. In this case, the first terminal of the primary winding of a step-down transformer 20 is connected to the anode of the thyristor 16, and the extreme terminal of the capacitor is connected to the cathode of the thyristor 16.

Между управляющим выводом и катодом тиристора 16 подключена цепь из последовательно соединенных диода 19, ключа 17, вторичной обмотки понижающего трансформатора 20 и резистора 18, при этом катод диода 19 соединен с управляющим электродом тиристора 16, а крайний вывод резистора 18 соединен с катодом тиристора 16, а управляющий вход ключа 17 является вторым управляющим входом тиристорного плеча.Between the control terminal and the cathode of the thyristor 16, a circuit is connected from series-connected diode 19, the key 17, the secondary winding of the step-down transformer 20 and the resistor 18, while the cathode of the diode 19 is connected to the control electrode of the thyristor 16, and the extreme terminal of the resistor 18 is connected to the cathode of the thyristor 16, and the control input of the key 17 is the second control input of the thyristor arm.

Управляющий вход ключа 17 является вторым управляющим входом тиристорного плеча.The control input of the key 17 is the second control input of the thyristor arm.

Положительные и отрицательные выходы каждой цепочки подключены к соответствующим выводам нагрузки 3, а входы этих цепочек соединены с соответствующими выводами вторичной обмотки трансформатора 1.The positive and negative outputs of each circuit are connected to the corresponding terminals of the load 3, and the inputs of these chains are connected to the corresponding terminals of the secondary winding of the transformer 1.

Первый и второй управляющие входы каждого тиристорного плеча соединены с соответствующими управляющими каналами системы управления 4.The first and second control inputs of each thyristor arm are connected to the corresponding control channels of the control system 4.

Трансформатор 1 питается однофазным переменным напряжением от источника питания и создает на секциях 5, 6, 7 вторичной обмотки пониженное напряжение.The transformer 1 is powered by a single-phase alternating voltage from the power source and creates a reduced voltage on sections 5, 6, 7 of the secondary winding.

Система управления 4 создает сигналы управления в соответствии с алгоритмом управления, которые поступают на управляющие входы заданных тиристорных плеч 8-15, открывая их тиристор 16. Открытый тиристор 16 свидетельствует об открытии его тиристорного плеча. Открытые тиристорные плечи подключают к нагрузке 3 те секции вторичной обмотки трансформатора 1, к которым подключены цепочки, содержащие эти тиристорные плечи.The control system 4 creates control signals in accordance with the control algorithm, which are fed to the control inputs of the specified thyristor arms 8-15, opening their thyristor 16. An open thyristor 16 indicates the opening of its thyristor arm. The open thyristor arms connect to the load 3 those sections of the secondary winding of the transformer 1 to which the circuits containing these thyristor arms are connected.

При этом полное напряжение соответствующих секций вторичной обмотки трансформатора 1 прикладывается к нагрузке 3 тиристорными плечами, открытыми в начале полупериода питающего напряжения (сетевая коммутация), а неполное напряжение других секций вторичной обмотки трансформатора 1 прикладывается к нагрузке 3 тиристорными плечами, открытыми в другие моменты времени (фазная коммутация)In this case, the total voltage of the corresponding sections of the secondary winding of the transformer 1 is applied to the load 3 with thyristor arms open at the beginning of the half-cycle of the supply voltage (network switching), and the incomplete voltage of the other sections of the secondary winding of the transformer 1 is applied to the load 3 with thyristor arms open at other times ( phase switching)

В результате на нагрузке 3 создается выпрямленное напряжение, которое складывается из двух частей: полного напряжения одних секций вторичной обмотки трансформатора, создающегося при сетевой коммутации, (основная часть) и неполного напряжения других его секций, создающегося при фазной коммутации, (дополнительная часть).As a result, a rectified voltage is created at load 3, which consists of two parts: the total voltage of one section of the secondary winding of the transformer created during network switching (the main part) and the incomplete voltage of its other sections created during phase switching (additional part).

Система управления 4 в соответствии со своим алгоритмом с помощью сигналов управления открывает одни тиристорные плечи сразу после смены полярности питающего напряжения (сетевая коммутация), а другие тиристорные плечи - с некоторой задержкой (фазная коммутация). Регулирование моментов времени подачи сигналов управления при фазной коммутации приводит к соответствующей задержке открытия соответствующих тиристорных плеч относительно начала полупериода питающего наряжения. Чем больше такая задержка открытия, тем меньшая часть напряжения соответствующей секции вторичной обмотки трансформатора 1 добавится к напряжению нагрузки 3. Открытие тиристорных плеч не в начале полупериода приводит к изменению уровня дополнительной части выпрямленного напряжения нагрузки 3.The control system 4, in accordance with its algorithm, with the help of control signals opens one thyristor arms immediately after changing the polarity of the supply voltage (network switching), and the other thyristor arms with some delay (phase switching). The regulation of the timing of the supply of control signals during phase switching leads to a corresponding delay in the opening of the corresponding thyristor arms relative to the beginning of the half-period of the power supply. The greater this opening delay, the smaller the voltage portion of the corresponding section of the secondary winding of the transformer 1 will be added to the load voltage 3. The opening of the thyristor arms not at the beginning of the half-cycle leads to a change in the level of the additional part of the rectified load voltage 3.

Например, при открытии в начале полупериода тиристорных плеч 9 и 10 к нагрузке 3 приложится напряжение секции 5 вторичной обмотки тягового трансформатора 1. Если в этом же полупериоде с некоторой задержкой открыть тиристорное плечо 12, то к нагрузке дополнительно прибавится часть напряжения секции 6 вторичной обмотки трансформатора 1. Во втором полупериоде для приложения к нагрузке 3 напряжения секции 5 необходимо открыть тиристорные плечи 8 и 11, а для дополнительного прибавления к нагрузке части напряжения секции 6 - необходимо открыть тиристорное плечо 13. Таким образом, изменяя момент открытия тиристорных плеч 12 и 13 можно регулировать выпрямленное напряжение на нагрузке в пределах между полным напряжением секции 5 и полным напряжением двух секций - 5 и 6.For example, when thyristor arms 9 and 10 are opened at the beginning of the half-cycle, the voltage of section 5 of the secondary winding of the traction transformer 1 is applied to the load 3. If the thyristor arm 12 is opened in the same half-period with some delay, then the voltage of section 6 of the secondary winding of the transformer will be added to the load 1. In the second half-cycle, to apply the voltage of section 5 to the load 3, it is necessary to open the thyristor arms 8 and 11, and to additionally add to the load part of the voltage of section 6, it is necessary to open the thyristor molar shoulder 13. Thus, by changing the opening of the thyristor 12 and the shoulder 13 can adjust the rectified voltage on the load within the section between the total voltage and total voltage of 5 two sections - 5 and 6.

Для открытия тиристорных плеч при сетевой коммутации система управления 4 однократно подает сигнал на ключ 17 этого плеча, который замыкается. В результате при появлении положительного напряжения на тиристорном плече это напряжение прикладывается к последовательно соединенным первичной обмотке понижающего трансформатора 20 и конденсатору 21. При положительном напряжении на тиристорном плече напряжение на вторичной обмотке понижающего трансформатора 20 будет положительным для диода 19 и он будет пропускать ток. Из-за наличия емкости конденсатора 21 ток в первичной обмотке понижающего трансформатора 20 будет опережать по фазе напряжение на этом тиристорном плече, в результате напряжение на вторичной обмотке понижающего трансформатора 20 также будет опережать по фазе напряжение на этом тиристорном плече. Поскольку вторичная обмотка понижающего трансформатора 20 через диод 19, ключ 17 и резистор 18 подключена между управляющим электродом и катодом тиристора 16, то ее ток будет током управления тиристора 16. В результате ток управления тиристором 16 всегда будет по фазе опережать напряжение на тиристорном плече, и к моменту появления положительного напряжения на тиристорном плече ток управления тиристором 16 уже достигнет требуемого уровня и откроет этот тиристор 16, что исключает задержку времени, необходимую для нарастания тока управления тиристором 16. Таким образом, при появлении положительного напряжения на любом тиристорном плече тиристорного моста 2, в котором замкнут ключ 17, это плечо будет самопроизвольно открываться без задержки времени, необходимой для нарастания тока управления тиристора. При появлении отрицательного напряжения на таком плече, на вторичной обмотке понижающего трансформатора 20 изменится полярность напряжения, что приведет к закрытию диода 19, и как следствие, к исключению тока управления тиристором 16, способного открыть тиристор 16.To open the thyristor arms during network switching, the control system 4 once sends a signal to the key 17 of this arm, which is closed. As a result, when a positive voltage appears on the thyristor arm, this voltage is applied to the primary winding of the step-down transformer 20 and the capacitor 21 connected in series. With a positive voltage on the thyristor arm, the voltage on the secondary winding of the step-down transformer 20 will be positive for diode 19 and it will pass current. Due to the capacitance of the capacitor 21, the current in the primary winding of the step-down transformer 20 will outstrip the voltage on this thyristor arm, as a result, the voltage on the secondary winding of the step-down transformer 20 will also outrun the voltage on this thyristor arm. Since the secondary winding of the step-down transformer 20 through the diode 19, the key 17 and the resistor 18 is connected between the control electrode and the cathode of the thyristor 16, its current will be the control current of the thyristor 16. As a result, the control current of the thyristor 16 will always outstrip the voltage on the thyristor arm, and by the time a positive voltage appears on the thyristor arm, the thyristor 16 control current will already reach the required level and open this thyristor 16, which eliminates the time delay necessary for the thyristor control current to increase torus 16. Thus, when a positive voltage appears on any thyristor arm of the thyristor bridge 2, in which the key 17 is closed, this arm will spontaneously open without delaying the time required to increase the thyristor control current. When a negative voltage appears on such a shoulder, the polarity of the voltage will change on the secondary winding of the step-down transformer 20, which will lead to the closing of the diode 19, and as a result, the control current of the thyristor 16 can open, which can open the thyristor 16.

Для открытия тиристорных плеч при фазной коммутации система управления 4 подает сигнал на управляющий электрод тиристора 16, благодаря чему он открывается.To open the thyristor arms during phase switching, the control system 4 supplies a signal to the control electrode of the thyristor 16, so that it opens.

Система управления 4 во время создания сигналов управления затрачивает дополнительную энергию, объем которой определяется количеством открываемых тиристоров. Благодаря тому, что при сетевой коммутации соответствующие тиристорные плечи открываются самопроизвольно, то в системе управления не затрачивается энергия на их открытие. Кроме того, поскольку параллельно тиристору не подключены резисторы, то в них не затрачивается дополнительная энергия. Вследствие этого снижается объем дополнительной энергии, которую система управления и тиристорное плечо потребляет от источника питания и которая не расходуется полезно в нагрузке 3. В результате снижения такого непроизводительного потребления энергии повышается коэффициент полезного действия многозонного выпрямителя однофазного переменного тока.The control system 4 during the creation of control signals expends additional energy, the volume of which is determined by the number of open thyristors. Due to the fact that during network switching the corresponding thyristor arms open spontaneously, energy is not expended in the control system to open them. In addition, since resistors are not connected in parallel with the thyristor, additional energy is not expended in them. As a result of this, the amount of additional energy that the control system and the thyristor arm consumes from the power source and which is not consumed is useful in load 3. As a result of reducing such unproductive energy consumption, the efficiency of a multi-zone single-phase AC rectifier increases.

При смене полярности питающего напряжения изменяется полярность на выходе тиристорного моста, благодаря чему открываются тиристоры тех тиристорных плеч, в которых замкнут ключ 17, без задержки по времени, необходимой на нарастание тока управления. При открытии этих тиристоров ток в трансформаторе 1 начинает изменять свое направление. В результате смены полярности питающего напряжения ток во вторичной обмотке трансформатора 1 изменяет свое направление согласно полярности напряжения, что приводит к снижению фазового сдвига между первой гармоникой тока и напряжением в первичной обмотке трансформатора 1. Это свидетельствует о небольшом потреблении реактивной энергии многозонным выпрямителем переменного однофазного тока и, как следствие, высоком коэффициенте мощности.When the polarity of the supply voltage is changed, the polarity at the output of the thyristor bridge changes, due to which the thyristors of those thyristor arms, in which the key 17 is closed, open without delay in the time required to increase the control current. When you open these thyristors, the current in the transformer 1 begins to change its direction. As a result of a change in the polarity of the supply voltage, the current in the secondary winding of the transformer 1 changes its direction according to the polarity of the voltage, which leads to a decrease in the phase shift between the first harmonic of the current and the voltage in the primary winding of the transformer 1. This indicates a small consumption of reactive energy by a multi-band AC single-phase rectifier and as a result, a high power factor.

В лабораториях кафедры «Локомотивы» ДВГУПС проводилось математическое моделирование заявляемого устройства и прототипа, которое показало, что кпд заявляемого многозонного выпрямителя однофазного переменного тока выше на 0,1% по сравнению с прототипом, а коэффициент мощности выше на 0,05% - 0,08% по сравнению с прототипом при различных режимах регулирования.In the laboratories of the department “Locomotives” of FENU, a mathematical simulation of the inventive device and prototype was carried out, which showed that the efficiency of the inventive multi-zone rectifier single-phase alternating current is 0.1% higher than the prototype, and the power factor is 0.05% higher - 0.08 % compared with the prototype in various modes of regulation.

Использование заявляемого устройства повышает его энергоэффективность за счет повышения его коэффициента полезного действия благодаря снижению дополнительного потребления энергии системой управления во время создания сигналов управления для всех тиристорных плеч и снижению потерь в тиристорных плечах, а также за счет повышения коэффициента мощности благодаря меньшему фазовому сдвигу между током и напряжением в первичной обмотке трансформатора.The use of the claimed device improves its energy efficiency by increasing its efficiency by reducing the additional energy consumption of the control system during the creation of control signals for all thyristor arms and reducing losses in the thyristor arms, as well as by increasing the power factor due to less phase shift between the current and voltage in the primary winding of the transformer.

Claims

A multi-zone single-phase AC rectifier containing a transformer, the primary winding of which is connected to a power source, the secondary winding is made in the form of several series-connected sections with leads from each of them, a thyristor bridge made of at least four circuits parallel, each of which contains a pair thyristor arms based on a thyristor, load and control system, while the thyristor anode of each thyristor arm is the anode input of the thyristor arm, the cathode is its cat one input, and the control electrode with its first control input, the outputs of each circuit are connected to the corresponding terminals of the load, and the inputs of these chains are connected to the corresponding terminals of the secondary winding of the transformer, the control input of each thyristor arm is connected to the corresponding control channel of the control system, characterized in that a key, a capacitor, a transformer, a resistor and two diodes are additionally introduced into each thyristor arm, and a circuit from a series-connected key, a primary winding a transformer and a capacitor connected in parallel with the thyristor, and between the gate and cathode of the thyristor is connected chain of series connected diodes, the key of the secondary transformer winding and the resistor, the diode cathode connected to the control electrode of the thyristor, and the control input of the second key is a control input of the thyristor shoulder.